小峽水電站主變壓器中性點刀閘及保護(hù)壓板控制的技術(shù)改造

崔三同，張東成

（國投甘肅小三峽發(fā)電有限公司，甘肅蘭州730050）

小峽水電站2005年5月4臺機(jī)組全部投入運(yùn)營，電站的集中監(jiān)視控制由計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成，投運(yùn)以來電站設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。作為甘肅電網(wǎng)承擔(dān)系統(tǒng)峰荷和基荷的電站，一年當(dāng)中開停機(jī)次數(shù)頻繁，平均達(dá)到約600次，按照110 kV系統(tǒng)運(yùn)行要求，機(jī)組開停機(jī)時需進(jìn)行主變壓器中性點刀閘分合及主變壓器接地與不接地保護(hù)壓板的投退操作，電站運(yùn)行人員每次到現(xiàn)地進(jìn)行分合閘及壓板的投退操作，影響了開停機(jī)速度，不符合電網(wǎng)及調(diào)度對機(jī)組開停機(jī)時間的規(guī)定而影響電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為了減少開停機(jī)時間，提高電站自動化水平，同時為電站以后實現(xiàn)遠(yuǎn)方集控做好準(zhǔn)備，對電站主變中性點刀閘控制回路及主變接地與不接地保護(hù)壓板進(jìn)行技術(shù)改造。

1 主變壓器中性點刀閘實現(xiàn)遠(yuǎn)方控制

1.1 原主變壓器中性點刀閘運(yùn)行及操作狀況

小峽水電站1～4號機(jī)組的主變中性點刀閘，即1B～4B刀閘采用常規(guī)電氣控制，其控制箱在現(xiàn)地主變旁，運(yùn)行人員每次機(jī)組開停機(jī)時通過在現(xiàn)地的控制箱手動分合電氣按鈕進(jìn)行刀閘的操作，通常速度較慢而影響開停機(jī)時間。

1.2 制訂主變壓器中性點刀閘技術(shù)改造方案

針對設(shè)備實際情況，制定實現(xiàn)監(jiān)控遠(yuǎn)方控制的改造方案，監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)控功能考慮在開關(guān)站LCU中實施，開關(guān)站LCU現(xiàn)有的模塊能滿足技改控制要求，不需要增加硬件，只在其PLC和監(jiān)控上位機(jī)中增加內(nèi)部程序和畫面即可。對于現(xiàn)地控制箱內(nèi)也只增加監(jiān)控遠(yuǎn)控的開出接點，刀閘的分合信號已經(jīng)送至監(jiān)控開關(guān)站LCU中，因此實際技改只需敷設(shè)控制電纜，此種方案施工簡單可行，切合現(xiàn)場實際情況。

1.3 主變壓器中性點刀閘的改造實施

利用電站機(jī)組檢修進(jìn)行各臺機(jī)組主變中性點刀閘控制系統(tǒng)的改造，實現(xiàn)了監(jiān)控遠(yuǎn)方控制功能，在監(jiān)控系統(tǒng)開關(guān)站LCU的PLC開出模塊中增加了8個開出點，同時敷設(shè)了每臺機(jī)組主變中性點刀閘至開關(guān)站LCU的控制電纜，將分合各臺機(jī)組主變中性點刀閘的監(jiān)控遠(yuǎn)方控制接點并接到現(xiàn)地控制箱內(nèi)的手動控制回路中，并對LCU開出與實際設(shè)備進(jìn)行核對，確保所做程序與控制設(shè)備相對應(yīng)。按照QUANTUM PLC與上位機(jī)的通信協(xié)議，在上位機(jī)數(shù)據(jù)庫和PLC中做好控制程序，在聯(lián)鎖庫中做出對應(yīng)聯(lián)鎖關(guān)系，上位機(jī)監(jiān)控畫面中增加對四臺機(jī)組主變中性點刀閘操作的畫面。

開關(guān)站LCU中增加的主變中性點刀閘分合控制程序，以1號機(jī)組主變中性點刀閘分合為例，控制程序編制如圖1所示。

圖1 主變中性點刀閘PLC控制程序Fig.1 The main transformer neutral point breaker PLC control program

1.4 技改后的效果

完成了各臺機(jī)組主變中性點刀閘的改造并進(jìn)行了監(jiān)控遠(yuǎn)方分合試驗，確保了開出動作及返回信號上報的準(zhǔn)確性。技改完成后還應(yīng)用工業(yè)電視監(jiān)視鏡頭等輔助手段來完善監(jiān)視設(shè)備動作情況，讓運(yùn)行人員更加直接的看到主變中性點刀閘實際動作分合是否到位，確保設(shè)備操作可靠、穩(wěn)定。

圖2 主變接地與不接地保護(hù)投退示意圖Fig.2 The sketch map of the main transformer grounding and not throw back ground protection

2 主變壓器接地與不接地保護(hù)實現(xiàn)自動投退控制

2.1 原主變壓器接地保護(hù)運(yùn)行及操作狀況

原電站主變接地與不接地保護(hù)是根據(jù)機(jī)組發(fā)變組保護(hù)屏柜上的保護(hù)硬壓板由運(yùn)行人員通過主變運(yùn)行方式手動投退，即主變中性點接地運(yùn)行時投入主變接地保護(hù)硬壓板，退出主變不接地保護(hù)硬壓板；主變中性點不接地運(yùn)行時投入主變不接地保護(hù)硬壓板，退出主變接地保護(hù)硬壓板，如圖2所示。

2.2 制訂主變壓器接地保護(hù)技術(shù)改造方案

第一種方案:根據(jù)保護(hù)裝置監(jiān)測到機(jī)組的數(shù)據(jù)，自動判斷機(jī)組是否處于開停機(jī)狀態(tài)，從而實現(xiàn)主變接地與不接地保護(hù)的自動投退，此種方案需要技術(shù)人員對保護(hù)裝置內(nèi)部程序進(jìn)行修改升級，同時修改完畢后需要對現(xiàn)場的4臺發(fā)變組保護(hù)裝置進(jìn)行全面的試驗，確保保護(hù)裝置在程序修改完后裝置的正確、可靠性，這種方案調(diào)試工作量大，工期較長，而程序的修改也存在一定風(fēng)險。

第二種方案是直接根據(jù)主變中性點刀閘位置來實現(xiàn)主變接地與不接地自動投退保護(hù)壓板的方案，如圖3所示。

圖3 第二種方案示意圖Fig.3 The sketch map of the second scheme

正常運(yùn)行時發(fā)變組保護(hù)屏內(nèi)的“投主變接地保護(hù)壓板”和“投主變不接地保護(hù)壓板”都在投入位置，當(dāng)主變中性點刀閘在分閘狀態(tài)時，刀閘接點打開，ZJ繼電器不動作，ZJ常閉接點導(dǎo)通將主變不接地保護(hù)投入，ZJ常開接點將主變接地保護(hù)退出；當(dāng)主變中性點刀閘在合閘狀態(tài)時，刀閘接點閉合，ZJ繼電器動作，ZJ常閉接點打開，將主變不接地保護(hù)退出，ZJ常開接點閉合，將主變接地保護(hù)投入。如果主變中性點刀閘檢修時或者異常時，可臨時將ZJ3和ZJ4、ZJ2和ZJ3分別短接，由操作人員根據(jù)主變實際運(yùn)行方式控制屏柜上的硬壓板投退保護(hù)，等主變中性點刀閘正常時恢復(fù)上述接線即可。

第二種方案比較簡單且易于施行，回路簡單，施工難度小，施工時間短，且保護(hù)程序不需要任何改動，回路接線改造完成后只需根據(jù)主變接地刀閘位置查看保護(hù)裝置開入中的保護(hù)投退狀態(tài)即可。

2.3 主變壓器中性點刀閘接地與不接地保護(hù)改造實施

在機(jī)組檢修期間采用了第二種方案對1號～4號機(jī)組的主變接地與不接地保護(hù)壓板實現(xiàn)自動投退的改造，根據(jù)方案增加敷設(shè)了4臺發(fā)變組保護(hù)裝置至主變中性點刀閘之間的控制電纜，同時在發(fā)變組保護(hù)裝置送計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通訊量中增加了主變接地與不接地保護(hù)壓板的投退信息。

2.4 主變壓器中性點刀閘接地與不接地保護(hù)改造的效果

根據(jù)試驗主變中性點刀閘接地與不接地保護(hù)改造自動投退動作正確，投退邏輯與刀閘信號接點一致，接地與不接地保護(hù)動作送監(jiān)控的通訊信號正確，方便運(yùn)行人員及時掌握保護(hù)壓板投退正確性、可靠性。

3 結(jié)語

通過對主變壓器中性點刀閘及保護(hù)壓板控制的技術(shù)改造，實施后效果明顯，大大減少了機(jī)組開停機(jī)時間，減輕了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度，保證了設(shè)備動作的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。提高了小峽水電站的經(jīng)濟(jì)效益和自動化水平。同時也希望本次技術(shù)改造能給大家提供一定參考和借鑒。

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